공내전단시험(BST;borehole shear test)

불교란시료 채취가 어려운 지반의 점착력(C, cohesion) 및 내부마찰각(φ, friction angle)을 산정하기 위해 시추공내에서 실시하는 직접전단시험이다. 공내전단시험기는 1999년 Iowa 대학의 Handy교수가 개발한 장비로서, 전단기(shear head : shear plate가 부착된 수평 잭)․ 펌프․인발 잭․수평압력계․전단압력계․인발로드 등으로 구성되며, soil BST와 rock BST로 구분된다.

 

soil BST는 토사～풍화토를 대상으로 하며, shear plate가 넓은 경량의 전단기를 에어 펌프(또는 CO2 가스)로 가압하여(0～2.2MPa) 기어형 잭으로 인발한다. rock BST는 풍화암～연암을 대상으로 하며, shear plate가 작고 수평압력 및 인발은 유압실린더와 펌프로 가압(0～80MPa) 한다.

 

시험방법은 φNX 정도(φNX․φ76․φ86)를 이용하여, 최대한 교란되지 않은 균질한 구간을 시추 즉시 선정하고, 전단기(shear head)를 공벽에 부착시켜 수평압력(normal stress)을 가한 후 잭으로 인발시의 전단력(shear stress)을 구하는 방식으로, 시험위치를 조금씩 상향 이동하면서 3단계 이상의 시험을 실시한 후, 수평압력과 전단압력을 X, Y축에 입력하여 선형회귀분석을 실시, 그래프상의 Y축과 만나는 지점을 점착력(C), 기울기를 내부마찰각(φ)으로 산정한다.